CN114890097A - 一种盖形零件自动定向装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种盖形零件自动定向装置，涉及机械制造技术领域，包括：底盘，底盘与水平方向形成夹角，底盘的上侧设置有截面为V形的环槽；驱动机构，与底盘的中心连接，驱动机构能够带动底盘旋转；定向环，定向环平行设置于底盘的上侧，并通过定距组件与底盘连接，定向环靠近底盘的一侧设置有与环槽相配合的多个锥型齿，多个锥型齿沿定向环的圆周呈放射性均布，在锥型齿与环槽的槽底之间沿周向形成盖形零件的定向出口，定向出口的外周设有挡板，在挡板的限制下，定向出口的下半圆区域内仅能容纳盖口朝上的盖形零件通过；料斗，料斗上端开放，料斗的出料口与定向出口连通；该定向装置既有良好的适应性，又具有高效率、高可靠性的自动定向功能。

Description

一种盖形零件自动定向装置

技术领域

本发明属于机械制造技术领域，更具体地，涉及一种盖形零件自动定 向装置。

背景技术

在现代机械制造系统中，高效、快速、准确合理地将物料(如毛坯、 半成品或成品等)按照确定的方向及时地输送到有关加工设备或自动装配 流水线是当前制造企业追求的目标。其中盖形零件，具有一端开口、内部 中空的回转对称结构，在自动加工或装配过程中需要盖口朝下的定向输送 作业。现有方法通常采用螺旋型电磁振动料斗进行自动定向给料。其定向 方法采用在料斗内壁设有单通道的螺旋输送坡道，并在输送坡道上设有二次定向机构。物料在扭振力的作用下，沿螺旋坡道上行，盖口朝上的零件 可顺利通过并输出，而盖口朝下的工件在经过二次定向机构时跌落回料斗 中重新定向。因此这种自动定向料斗不仅噪音大，而且效率低，难以满足 日益增长的快速高效的自动化作业的生产需要。由于不同盖形零件的几何 形状和尺寸不尽相同，开发一种既有良好的适应性，又具有高效率、高可 靠性的自动定向供料装置具有重要意义。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的不足，提供了一种盖形零件自动 定向装置，该定向装置既有良好的适应性，又具有高效率、高可靠性的自 动定向功能。

为了实现上述目的，本发明提供了一种盖形零件自动定向装置，包括：

底盘，所述底盘与水平方向形成夹角，所述底盘的上侧设置有截面为V 形的环槽；

驱动机构，与所述底盘的中心连接，所述驱动机构能够带动所述底盘 旋转；

定向环，所述定向环平行设置于所述底盘的上侧，并通过定距组件与 所述底盘连接，所述定向环靠近所述底盘的一侧设置有与所述环槽相配合 的多个锥型齿，多个所述锥型齿沿所述定向环的圆周呈放射性均布，在所 述锥型齿与所述环槽的槽底之间沿周向形成盖形零件的定向出口，所述定 向出口的外周设置有挡板，所述挡板呈倒U形，所述定向出口在所述挡板 的内侧形面的限制下，所述定向出口的下半圆区域内仅能够容纳盖口朝上的盖形零件通过；

料斗，所述料斗的上端开放，所述料斗的出料口与所述定向出口连通。

可选地，所述定向环内周均匀设置有多个凸爪，所述凸爪与所述底盘 之间通过所述定距组件连接。

可选地，所述定距组件包括螺钉和间隔支撑套，所述间隔支撑套的两 端分别与所述凸爪和所述底盘的相互靠近的一侧相抵靠，所述螺钉贯穿于 所述间隔支撑套将所述凸爪和所述底盘连接固定。

可选地，还包括支座，所述支座的上部设置有底板，所述支座的上方 设置有固定板，所述固定板的上部开设有容纳槽，所述固定板的下表面设 置有底板，所述底盘嵌设于所述容纳槽内并与所述底板转动连接，所述底 盘与所述固定板的上表面相平齐。

可选地，所述固定板的上侧设置有盖板，所述盖板与所述固定板之间 形成集料槽，所述集料槽的底部呈倒锥形，所述集料槽的底部能够容纳盖 形零件依次队列输出，所述集料槽的上部与所述定向出口的下半圆周区域 连通。

可选地，所述驱动机构为微型电机减速器，所述微型电机减速器设置 于所述底板的下表面，所述微型电机减速器的输出端与所述底盘的下表面 的圆心位置连接。

可选地，所述挡板上设置有气动喷嘴，所述底板上设置有气动调速阀， 所述气动喷嘴的出气端朝向所述定向出口设置，所述定向环的外周设置有 光电传感器，所述光电传感器与所述气动调速阀连接。

可选地，所述料斗的内壁上设置有料位器，所述料位器设置于不高于 三分之一所述料斗的竖直高度上。

可选地，还包括控制单元，所述控制单元与所述驱动机构连接。

可选地，盖形零件的外径和高度分别为d和h，所述锥型齿的锥底角为 θ，所述定向环与所述底盘之间的间距为L，间距L的范围为

本发明提供了一种盖形零件自动定向装置，其有益效果在于：

1、该自动定向装置结构简单、紧凑，并且运行时噪音低；

2、该自动定向装置能够实现可靠、无损伤、快速的盖形零件定向，定 向环和底盘之间无相对运动，对零件外表无损伤，没有通过出盖区域的盖 形零件在重新进行定向前是滑落回料堆，而非跌落回料堆，因此在这个回 落过程中也能够减少对盖形零件的损失，另外，整个料斗的底部的下半圆 形区域都是物料的出盖区域，出盖区域广，因而盖形零件识别率大大增加， 可靠性和定向效率也大大增加，可满足高速生产或流水线的需要；

3、该自动定向装置具有较好的适应性，能够适应所有高径比小于等于 1的盖形零件的自动定向，在一定的尺寸范围内，只需要调整或更换间隔支 撑套的高度即可满足不同大小盖形零件自动定向的需要。

本发明的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

通过结合附图对本发明示例性实施方式进行更详细的描述，本发明的 上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本发明示例性 实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。

图1示出了根据本发明的一个实施例的一种盖形零件自动定向装置的 结构示意图。

图2示出了图1的A向视图。

图3示出了图1的B-B向视图。

图4示出了根据本发明的一个实施例的定向环的结构示意图。

图5示出了图4的侧视图。

图6示出了图3的C向视图。

图7示出了根据本发明的一个实施例的盖形零件在锥型齿和环槽之间 通过和不通过的结构示意图。

图8示出了根据本发明的一个实施例的盖形零件在定向出口位置的示 意图。

附图标记说明：

1、底盘；2、环槽；3、驱动机构；4、定向环；5、锥型齿；6、料斗； 7、凸爪；8、螺钉；9、间隔支撑套；10、支座；11、底板；12、固定板； 13、盖板；14、集料槽；15、气动喷嘴；16、气动调速阀；17、挡板。

具体实施方式

下面将更详细地描述本发明的优选实施方式。虽然以下描述了本发明 的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这 里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本发明更加 透彻和完整，并且能够将本发明的范围完整地传达给本领域的技术人员。

本发明提供了一种盖形零件自动定向装置，包括：

底盘，底盘与水平方向形成夹角，底盘的上侧设置有截面为V形的环 槽；

驱动机构，与底盘的中心连接，驱动机构能够带动底盘旋转；

定向环，定向环平行设置于底盘的上侧，并通过定距组件与底盘连接， 定向环靠近底盘的一侧设置有与环槽相配合的多个锥型齿，多个锥型齿沿 定向环的圆周呈放射性均布，在锥型齿与环槽的槽底之间沿周向形成盖形 零件的定向出口，定向出口的外周设置有挡板，挡板呈倒U形，定向出口 在挡板的内侧形面的限制下，定向出口的下半圆区域内仅能够容纳盖口朝 上的盖形零件通过；

料斗，料斗的上端开放，料斗的出料口与定向出口连通。

具体的，该定向装置将底盘设置有一定倾斜角度，并且在定向出口的 外周有挡板对盖形零件流动方向进行导向，这样能够使盖形零件向定向出 口的下半圆方向滑落，对盖形零件进行定位；另外，盖形零件本身的结构 为一端开口且内部中空的回转对称结构，盖形零件的重心会使其在滑落的 过程中会大概率的出现盖口朝上的状态；驱动机构带动底盘和定向环同步 转动，料斗内的盖形零件进入到定向环内，在盖口朝上的零件下落至定向出口的出盖区域时，由于锥形齿与V形环槽形成的特定形状的空间，使得 盖口朝上的盖形零件顺利通过，但不是盖口朝上的零件到达出盖区域时， 会卡在定向出口处，随着底盘的转动盖形零件被带到远离出盖区域的高度 地方，在盖形零件从高处滑落的过程中可能改变盖口方向，直至从出盖区 域通过；或者卡在定向出口处的盖形零件，在被底盘转动带走时与周围的 盖形零件接触，从而改变盖口的方向，这样也能够通过定向出口的出盖区 域。总之，底盘与定向环之间形成的定向出口，限制了盖形零件通过的同 一状态，再配合驱动机构带动底盘与定向环处于同步转动的状态，使得不 能通过的盖形零件能够重复滑落或相互间接触来改变方向，从而使料斗内 的盖形零件以盖口向上的方向通过，可满足高速生产或流水线的需要；定 向环的锥型齿之间的间距不应超过盖形零件的盖底外径，这样能够限制盖 口朝下的零件从两个锥型齿之间通过定向出口；定向出口外周的挡板呈倒U 形结构，这样对定向出口的两侧和上端方向进行限位，避免盖形零件在搅 拌的过程中从这三处地方露出，并且在挡板的下方开放区域与定向出口相 互配合，能够使定向出口的下半圆区域都能使盖口朝上的盖形零件排出， 提高排出定向零件的效率。

在一个实施例中，底盘相对于水平面的倾角一般取值40°～55°，这样 的倾角应比盖形零件相对于底盘的摩擦角大1～2倍，以确保尚未定向的盖 形零件靠自重向下滑落。

可选地，定向环内周均匀设置有多个凸爪，凸爪与底盘之间通过定距 组件连接。

具体的，定向环的内侧向中心延伸出多个凸爪，凸爪沿周向均匀分布， 凸爪与料斗进入的盖形零件接触，达到了搅拌的功能。

可选地，定距组件包括螺钉和间隔支撑套，间隔支撑套的两端分别与 凸爪和底盘的相互靠近的一侧相抵靠，螺钉贯穿于间隔支撑套将凸爪和底 盘连接固定。

具体的，凸爪还具有连接作用，将间隔支撑套设置于凸爪和底盘之间， 再通过螺钉将定向环与底盘固定，实现两者同步转动；间隔支撑套使定向 环与底盘之间形成一定的间隙，这个间隙就是盖形零件的定向出口，间隙 的大小由间隔支撑套的高度来决定，并且间隔支撑套的高度可以根据本定 位零件的大小进行调整。

可选地，还包括支座，支座的上部设置有底板，支座的上方设置有固 定板，固定板的上部开设有容纳槽，固定板的下表面设置有底板，底盘嵌 设于容纳槽内并与底板转动连接，底盘与固定板的上表面相平齐。

具体的，固定板作为该定向装置的主要承载体，固定板的下表面与支 座连接，固定板与水平方向形成一定角度，能够保证盖形零件在一定倾斜 度的情况下完成定向通过；在固定板的上部开设有容纳槽，还在固定板的 下表面设置底板，通过底板和容纳槽形成一个上方开放的腔体，将底盘嵌 设与这个开放的腔体内，使底盘在底板上实现转动的运动方式，这样底盘 相对固定板也实现了相对转动，并且底盘与固定板的上表面保持平齐，这 样从定向出口的出盖区域通过的盖形零件，能够平稳的向下滑落，不发生 翻转。

在一个实施例中，在固定板的上端形成一个圆形的凹槽，凹槽能够贯 通固定板的上下表面，并且凹槽的轮廓与底盘相适配，底盘可以在凹槽内 自由转动，固定板与底盘外周的衔接处还不要过大，避免衔接处造成从定 向出口通过的盖形零件发生方向改变。

可选地，固定板的上侧设置有盖板，盖板与固定板之间形成集料槽， 集料槽的底部呈倒锥形，集料槽的底部能够容纳盖形零件依次队列输出， 集料槽的上部与定向出口的下半圆周区域连通。

具体的，在固定板的上侧设置盖板，固定板和盖板之间同样设置有间 隔支撑套，这样间隔支撑套能够限制固定板和盖板之间的高度，保证盖形 零件在这个区域的盖口方向不发生改变；盖板和固定板之间形成集料槽， 对通过定向出口的零件进行缓冲，用以贮备一定量的已定向的零件，以补 偿定向装置的平均生产能力与其瞬时值之间的不定差值；这个空间的底部 呈倒锥形，能够使定向零件逐一进入生产线中，在集料槽内还可以设置料位器，当集料满额时，停止底盘转动，当集料不足时，发出警报再次启动 底盘。

在一个实施例中，滑槽与集料槽的底部出口连通，滑槽用于将已定向 的盖形零件依次队列输出，还可以将滑槽采用折弯式滑槽的样式，能够将 盖口朝上的零件转换成盖口朝下，便于后续执行机构抓取。

可选地，驱动机构为微型电机减速器，微型电机减速器设置于底板的 下表面，微型电机减速器的输出端与底盘的下表面的圆心位置连接。

具体的，微型电机减速器设置在固定板上，微型电机减速器的输出端 与底盘的中心位置连接，使底盘和定向环同步转动起来。

可选地，挡板上设置有气动喷嘴，底板上设置有气动调速阀，气动喷 嘴的出气端朝向定向出口设置，定向环的外周设置有光电传感器，光电传 感器与气动调速阀连接。

具体的，在定向出口的外周上部设置气动喷嘴，在底盘的上半部外周 设置光电传感器，光电传感器能够监测到没有通过出盖区域且卡在锥型齿 和环槽之间的零件，当出现这样的零件时，光电传感器会给气动调速阀一 个信号，使气动喷嘴将零件吹落，使零件从新进行定向。

可选地，料斗的内壁上设置有料位器，料位器设置于不高于三分之一 料斗的竖直高度上。

具体的，料斗为圆筒状，呈倾斜布置，料斗是用于贮存未定向的盖形 零件，在料斗内设置料位器，料斗的满度不宜超过整体容量的三分之一， 以便于未定向的零件能够得到充分的搅拌，从而进行重新定向。

可选地，还包括控制单元，控制单元与驱动机构连接。

具体的，控制单元用于对驱动机构的启停、过载或缺料的报警，控制 单元还可以对集料槽中的料位器和料斗中的料位器、光电传感器开关等信 号进行管理和控制。

可选地，盖形零件的外径和高度分别为d和h，锥型齿的锥底角为θ， 定向环与底盘之间的间距为L，间距L的范围为

具体的，该锥型齿的锥底角θ一般取10°～20°，间距L是实现盖形 零件定向的重要参数，与盖形零件的外径d、高度h和锥底角θ有关，为了 保证定向出口只能使开口朝上的零件通过，必须满足公式的范围要求。

实施例

如图1至图8所示，本发明提供了一种盖形零件自动定向装置，包括：

底盘1，底盘1与水平方向形成夹角，底盘1的上侧设置有截面为V 形的环槽2；

驱动机构3，与底盘1的中心连接，驱动机构3能够带动底盘1旋转；

定向环4，定向环4平行设置于底盘1的上侧，并通过定距组件与底盘 1连接，定向环4靠近底盘1的一侧设置有与环槽2相配合的多个锥型齿5， 多个锥型齿5沿定向环的圆周呈放射性均布，在锥型齿5与环槽2的槽底 之间沿周向形成盖形零件的定向出口，定向出口的外周设置有挡板17，挡 板17呈倒U形，定向出口在挡板17的内侧形面的限制下，定向出口的下 半圆区域内仅能够容纳盖口朝上的盖形零件通过；

料斗6，料斗6的上端开放，料斗6的出料口与定向出口连通。

在本实施例中，定向环4内周均匀设置有多个凸爪7，凸爪7与底盘1 之间通过定距组件连接。

在本实施例中，定距组件包括螺钉8和间隔支撑套9，间隔支撑套8的 两端分别与凸爪7和底盘1的相互靠近的一侧相抵靠，螺钉8贯穿于间隔 支撑套9将凸爪7和底盘1连接固定。

在本实施例中，还包括支座10，支座10的上方设置有固定板12，固 定板12的上部开设有容纳槽，固定板12的下表面设置有底板11，底盘1 嵌设于容纳槽内并与底板11转动连接，底盘1与固定板12的上表面相平 齐。

在本实施例中，固定板12的上侧设置有盖板13，盖板13与固定板12 之间形成集料槽14，集料槽14的底部呈倒锥形，集料槽14的底部能够容 纳盖形零件依次队列输出，集料槽14的上部与定向出口的下半圆周区域连 通。

在本实施例中，驱动机构3为微型电机减速器，微型电机减速器设置 于底板11的下表面，微型电机减速器的输出端与底盘1的下表面的圆心位 置连接。

在本实施例中，挡板17上设置有气动喷嘴15，底板11上设置有气动 调速阀16，气动喷嘴15的出气端朝向定向出口设置，定向环4的外周设置 有光电传感器，光电传感器与气动调速阀16连接。

在本实施例中，料斗6的内壁上设置有料位器，料位器设置于不高于 三分之一料斗的竖直高度上。

在本实施例中，还包括控制单元，控制单元与驱动机构3连接。

在本实施例中，盖形零件的外径和高度分别为d和h，锥型齿5的锥底 角为θ，定向环4与底盘1之间的间距为L，间距L的范围为

综上，该定向装置首先将盖形零件放入料斗6，通过驱动机构3带动底 盘1转动，在定向环4的凸爪7的扰动下，靠近料斗6底部下半圆周区域 的零件在重力、惯性力或离心力的作用下实现一次定向，即要么盖口朝上， 要么盖口朝下；盖口朝上的零件可穿过定向出口的出盖区域进入集料槽14， 再通过滑道提供给制造或装配单元的执行机构；而盖口朝下的零件将无法 通过出盖区域，并被转动的底盘1带到上半圆区域，直接滑落回料堆之中，或经气动喷嘴15吹回到料斗中，重新进行定向直至通过定向出口的出盖区 域。

以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽 性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范 围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更 都是显而易见的。

Claims (10)

1.一种盖形零件自动定向装置，其特征在于，包括：

底盘，所述底盘与水平方向形成夹角，所述底盘的上侧设置有截面为V形的环槽；

驱动机构，与所述底盘的中心连接，所述驱动机构能够带动所述底盘旋转；

定向环，所述定向环平行设置于所述底盘的上侧，并通过定距组件与所述底盘连接，所述定向环靠近所述底盘的一侧设置有与所述环槽相配合的多个锥型齿，多个所述锥型齿沿所述定向环的圆周呈放射性均布，在所述锥型齿与所述环槽的槽底之间沿周向形成盖形零件的定向出口，所述定向出口的外周设置有挡板，所述挡板呈倒U形，所述定向出口在所述挡板的内侧形面的限制下，所述定向出口的下半圆区域内仅能够容纳盖口朝上的盖形零件通过；

料斗，所述料斗的上端开放，所述料斗的出料口与所述定向出口连通。

2.根据权利要求1所述的盖形零件自动定向装置，其特征在于，所述定向环内周均匀设置有多个凸爪，所述凸爪与所述底盘之间通过所述定距组件连接。

3.根据权利要求2所述的盖形零件自动定向装置，其特征在于，所述定距组件包括螺钉和间隔支撑套，所述间隔支撑套的两端分别与所述凸爪和所述底盘的相互靠近的一侧相抵靠，所述螺钉贯穿于所述间隔支撑套将所述凸爪和所述底盘连接固定。

4.根据权利要求1所述的盖形零件自动定向装置，其特征在于，还包括支座，所述支座的上方设置有固定板，所述固定板的上部开设有容纳槽，所述固定板的下表面设置有底板，所述底盘嵌设于所述容纳槽内并与所述底板转动连接，所述底盘与所述固定板的上表面相平齐。

5.根据权利要求4所述的盖形零件自动定向装置，其特征在于，所述固定板的上侧设置有盖板，所述盖板与所述固定板之间形成集料槽，所述集料槽的底部呈倒锥形，所述集料槽的底部能够容纳盖形零件依次队列输出，所述集料槽的上部与所述定向出口的下半圆周区域连通。

6.根据权利要求4所述的盖形零件自动定向装置，其特征在于，所述驱动机构为微型电机减速器，所述微型电机减速器设置于所述底板的下表面，所述微型电机减速器的输出端与所述底盘的下表面的圆心位置连接。

7.根据权利要求4所述的盖形零件自动定向装置，其特征在于，所述挡板上设置有气动喷嘴，所述底板上设置有气动调速阀，所述气动喷嘴的出气端朝向所述定向出口设置，所述定向环的外周设置有光电传感器，所述光电传感器与所述气动调速阀连接。

8.根据权利要求1所述的盖形零件自动定向装置，其特征在于，所述料斗的内壁上设置有料位器，所述料位器设置于不高于三分之一所述料斗的竖直高度上。

9.根据权利要求1所述的盖形零件自动定向装置，其特征在于，还包括控制单元，所述控制单元与所述驱动机构连接。

10.根据权利要求1所述的盖形零件自动定向装置，其特征在于，盖形零件的外径和高度分别为d和h，所述锥型齿的锥底角为θ，所述定向环与所述底盘之间的间距为L，间距L的范围为

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